Сколько места занимает 1 грамм молекулярного хлора при температуре 20° C и давлении 745 мм ртутного столба? (760

Anastasiya

2

Для решения этой задачи нам понадобятся данные о температуре и давлении, а также некоторые физические законы, включая закон идеального газа.

Первым шагом мы должны определить количество вещества клора в граммах. У нас дана масса клора равная 1 грамму.

Далее мы должны воспользоваться уравнением состояния идеального газа, которое имеет вид:

\[PV = nRT\]

где P - давление, V - объем, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах.

Нам известны P (745 мм ртутного столба) и T (20° C = 293,15 K), но нам нужно найти V.

Объем V можно выразить через массу вещества и плотность (d) по формуле:

\[V = \frac{m}{d}\]

где m - масса вещества, d - плотность вещества.

У нас есть молекулярный хлор, и его плотность известна. Плотность хлора при нормальных условиях (0° C и 760 мм ртутного столба) составляет 3.214 г/л или 0.003214 г/см³.

Теперь мы можем рассчитать объем V, зная массу и плотность хлора:

\[V = \frac{1 \, \text{г}}{0.003214 \, \text{г/см³}}\]

Высчитаем это значение:

\[V = 311 см³\]

Теперь, когда у нас есть объем V, мы можем вернуться к уравнению состояния идеального газа и найти количество вещества клора в молях. Подставив известные значения в уравнение, получим:

\[(745 \, \text{мм ртутного столба}) \cdot (311 \, \text{см³}) = n \cdot (0.0821 \, \text{л \cdot атм / моль \cdot К}) \cdot (293.15 \, \text{К})\]

Решаем это уравнение:

\[n = \frac{(745 \, \text{мм ртутного столба}) \cdot (311 \, \text{см³})}{(0.0821 \, \text{л \cdot атм / моль \cdot К}) \cdot (293.15 \, \text{К})}\]

Рассчитаем это значение и получим:

\[n = 0.03 \, \text{моль}\]

Теперь, чтобы найти объем 1 грамма хлора, мы можем разделить объем V на количество вещества клора n:

\[\text{Объем 1 г хлора} = \frac{311 \, \text{см³}}{0.03 \, \text{моль}}\]

Решим эту задачу:

\[\text{Объем 1 г хлора} = 10,366 см³\]

Таким образом, объем 1 г хлора при заданных условиях (температуре 20° C и давлении 745 мм ртутного столба) составляет примерно 10,366 см³.